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マイクロ波空間ベクトル重畳合成の検討 
-空間重畳合成-

　本研究室では，同一周波数の信号を空間でﾍﾞｸﾄﾙ重畳合成する技術を検討しています．

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　同一周波数の信号をﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ回路等のﾏｲｸﾛ波回路で合成すると回路損失を伴います．しかし 空間で合成する場合には，損失が発生しません．この技術は，衛星通信において電力増幅を効率的に行う上で，大変有効な方法です．

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　2ﾋﾞｰﾑを空間でﾍﾞｸﾄﾙ重畳合成する際，2ﾋﾞｰﾑの送信点から受信点までの伝搬距離が異なると両者の位相が異なるために， 合成誤差が発生します．

　そこで2ﾋﾞｰﾑ間の位相誤差が小さく，ﾍﾞｸﾄﾙ重畳合成に適したｱﾝﾃﾅ構成を提案しています．この利得･位相差の許容条件を満足するｱﾝﾃﾅ構成として，ｱﾝﾃﾅ素子を同心円状配置とすることで許容条件を満足し， 空間重畳が可能であることを明らかにしています．

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　各ｱﾚｲ素子への給電信号間に振幅および位相設定誤差が生じた際の空間重畳合成への影響を検討し， 同心円状ｱﾚｲｱﾝﾃﾅへの給電信号に重み付けすることにより，特性が改善することを明らかにしました．さらにｽﾃｱﾘﾝｸﾞ時の特性および各ｱﾚｲ素子の故障時の影響とその補償法を明らかにしています．

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　本空間ベクトル重畳合成技術は，サービスエリアまでの距離が非常に大きい静止衛星を用いた衛星通信に適用すると合成損失の少ない領域が大きくなり， 多値変調波を電力増幅器で高効率に動作させる空間重畳型多値変調等に適用できます．

Fig. 1 Two-beam  spatial superposition with two antennas.

Fig. 2 Phase difference due to propagation distances.

Fig. 3 Two beam array antenna suitable for suppressing phase difference.

Fig. 4 Radiation pattern for one beam. 
 

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Fig. 5 High gain antenna for two-beam  spatial superposition.

Published papers：

  1. Masayoshi Tanaka and Daiki Yamaguchi, Spatially Superposed Highly Efficient 64QAM Transmission System, AIAA ICSSC2016, AIAA 2016-5738,pp1-9, Oct. 2016. Ref,  Ref pdf

  2. Masayoshi Tanaka and Takahiro Ohkubo, Spatially Superposed Highly Efficient 32APSK Transmission System, AIAA ICSSC2015, AIAA 2015-4334, pp1-9, Sept. 2015. Masayoshi Tanaka and Takahiro Ohkubo, "Spatially Superposed Highly Efficient 32APSK Transmission System", AIAA-2015-4334.  Ref pdf.

  3. Masayoshi TANAKA, and Takuya Eguchi, Beam Steering Characteristics and Element Failure Compensation of Spatially Superposed M-ary Modulation System, 27th AIAA International Communications Satellite Systems,AIAA, ICSSC, AIAA-2009_3.3.4,2009.  (Ref pdf)

  4. Masayoshi Tanaka & Takuya Eguchi, "Spatially Superposed 64-QAM Communication System", AIAA, ICSSC, AIAA-2006-5347,2006 Ref,  Ref pdf

  5. Yuya 　Takada, and Masayoshi Tanaka, "A Study on Band Limiting of Transmission Wave with Spatially Superposition", IEICE, National Conf., B-3-8,2008

  6. Takuya Eguchi, and Masayoshi Tanaka， Beam Steering Characteristics and Element Failure Compensation of Spatially Superposed M-ary Modulation System， IEICE, National Conf., 2007.

  7. Takuya Eguchi, and Masayoshi Tanaka， Influence of Amplitude and Phase Setting Errors on Two-Beam Spatial Superposition， IEICE, National Conf., B-1-152, 2006.

  8. Masayoshi Tanaka and Takuya Eguchi， A Study on Spatially Superposed M-ary Communications System， IEICE, Comm society conf.，B-3-3，2006

  9. Takuya Eguchi and Masayoshi Tanaka， "Phased Array Antenna System for Spacially Superposed M-ary Modulation ", IEICE, National Conf.， B-1-47，2006

  10. Masayoshi Tanaka， "Transmission Performance of Space Power Combined Superposed 16-QAM Communication System", Simulation,vol-24,1，pp75-82, 2005.

  11. M.Tanaka, "New M-ary QAM Transmission Payload System",AIAA, ICSSC2005, I000249, 2005, Sept.     (Ref pdf)

  12. M.Tanaka, "New Power and Frequency Efficient Satellite Communications System with Space Power-Combining and Superimposed Modulation Technology", AIAA ICSSC, AIAA-2003-2288, 2003, April  Ref.      (Ref pdf)   

   

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